Компенсация реактивной мощности (КРМ) – ключ к решению вопроса энергосбережения; это приближение источников реактивной мощности к местам ее потребления, что зачастую оказывается технически и экономически целесообразным.
Реактивная мощность не производит механической работы, хотя она и необходима для работы двигателя, поэтому ее необходимо получать на месте, чтобы не потреблять ее от энергоснабжающей организации.
Компенсация реактивной мощности производится путем подключения конденсаторных установок и конденсаторов. Подключая конденсаторы мы уменьшаем потребление реактивной мощности через силовые трансформаторы у энергоснабжающей организации и улучшаем cos(ф) (Параметры, определяющие потребление реактивной мощности, называются POWER FACTOR или Cos (ф)). Необходимо поддерживать cos (ф) = 0,9..0,95, для того, чтобы избежать платежей за потребление реактивной мощности, снизить нагрузку на кабели и трансформаторы, и в тоже время, застраховаться от перекомпенсации (работы с избыточным количеством конденсаторов), возможной при cos (ф)=0,97 и выше. Компенсация реактивной мощности может быть ОБЩЕЙ (ЦЕНТРАЛИЗОВАНОЙ) и ИНДИВИДУАЛЬНОЙ.
Индивидуальная компенсация – компенсация реактивной мощности каждой нагрузки отдельно (например, на клеммах двигателя). Общая (централизованная) компенсация – компенсация реактивной мощности с помощью одной конденсаторной установки, устанавливаемой на КТП или в составе главного распределительного щита (ГРЩ).
Для улучшения использования электрической энергии с целью минимизации потерь в условиях ограничений на максимальную потребляемую мощность, большая роль отводится новым техническим средствам, позволяющим улучшить энергетические характеристики: повысить соs(ф) до заданных значений, уменьшить содержание гармоник в питающем напряжении, а также упрощающим проведение мониторинга сети.
Одним из мероприятий является подключение к устройству с постоянной нагрузкой компенсирующего конденсатора соответствующей мощности, включаемого одновременно с включением устройства.
Компенсацию реактивной мощности в полной мере можно отнести к энергосберегающим технологиям. Повышение соs (ф) позволяет уменьшить потребление из сети активной и реактивной энергии и увеличить за счет разгрузки по мощности срок службы оборудования.
Большое значение имеет правильный выбор места установки компенсирующего устройства. Общее правило: реактивную мощность надо компенсировать в месте ее возникновения. Если источником реактивной мощности является двигатель насоса или компрессора, то целесообразно ставить компенсирующие конденсаторы непосредственно в шкаф управления этими устройствами. Если реактивная мощность образуется на стороне низкого напряжения (НН), то компенсировать ее надо также на стороне НН, не допуская прохождения реактивной мощности через трансформатор.
Экономический эффект от внедрения автоматической конденсаторной установки складывается из следующих составляющих:
УКМ58 конденсаторные установки регулируемые низкого напряжения (модульного типа)
Общие сведения:
предназначены для повышения коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий и распределительных сетей, а так же для автоматического регулирования мощности.
Модульные комплектные конденсаторные установки низкого напряжения, регулируемые предназначены для повышения коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий и распределительных сетей, а так же для автоматического регулирования мощности. Применяемый электронный регулятор, управляемый микропроцессором, обеспечивает поддержание требуемого коэффициента мощности с большой точностью и в широком диапазоне компенсируемой реактивной мощности. Установки оснащены экологически безопасными конденсаторами современной конструкции. Отличительной особенностью конденсаторных установок модульного типа является:
- современный дизайн;
- использование лучших отечественных и импортных комплектующих;
- на вводе применен выключатель- разъединитель;
- автоматическая система охлаждения вентилятором;
- применение медных шин;
- детали модулей изготовлены из оцинкованного металла.
Номинальное напряжение | 0,4 - 0,66 кВ |
Частота | 50 Гц |
Температура | от -40° С окружающего воздуха до + 40° С |
Степень защиты | IP44 |
Конденсаторы | типа КПС |
№ | Тип | Номинальное напряжение, кВ | Номинальная мощность установки | Количество и мощность ступеней | Номинальный ток установки | ток 1,43 ном. для выбора кабеля | Сечение пит. медного кабеля, мм² | Размеры в мм: длина х ширина х высота | Масса, кг (не более) |
1 | УКМ58-0,4-100-10 УЗ | 0.4 | 100 | 10 x 10 | 145 | 207 | 3 х 70 | 1300х800х285 | 70 |
2 | УКМ58-0.4-100-20 УЗ | 0.4 | 100 | 5 x 20 | 145 | 207 | 3 х 70 | 1300х800х285 | 70 |
3 | УКМ58-0.4-110-10 УЗ | 0.4 | 110 | 11 x 10 | 159 | 227 | 3 х 70 | 1300х800х285 | 85 |
4 | УКМ58-0.4-120-10 УЗ | 0.4 | 120 | 12 x 10 | 173 | 248 | 3 х 95 | 1300х800х285 | 92 |
5 | УКМ58-0.4-120-20 УЗ | 0.4 | 120 | 6 x 20 | 173 | 248 | 3 х 95 | 1300х800х285 | 92 |
6 | УКМ58-0.4-120-30 УЗ | 0.4 | 120 | 4 x 30 | 173 | 248 | 3 х 95 | 1300х800х285 | 92 |
7 | УКМ58-0.4-150-25 УЗ | 0.4 | 150 | 6 x 25 | 202 | 289 | 2 каб х (3 х 50) | 1300х800х285 | 90 |
8 | УКМ58-0.4-150-30 УЗ | 0.4 | 150 | 5 x 30 | 217 | 310 | 2 каб х (3 х 50) | 1300х800х285 | 90 |
9 | УКМ58-0.4-150-50 УЗ | 0.4 | 150 | 3 x 50 | 217 | 310 | 2 каб х (3 х 50) | 1300х800х285 | 90 |
10 | УКМ58-0.4-180-20 УЗ | 0.4 | 180 | 9 x 20 | 260 | 372 | 2 каб х(3 х 50) | 1600х765х475 | 117 |
11 | УКМ58-0.4-180-30 УЗ | 0.4 | 180 | 6 x 30 | 260 | 372 | 2 каб х (3 х 50) | 1600х765х475 | 117 |
12 | УКМ58-0.4-200-20 УЗ | 0.4 | 200 | 10 x 20 | 289 | 413 | 2 каб х (3 х 70) | 1600х765х475 | 120 |
13 | УКМ58-0.4-200-25 УЗ | 0.4 | 200 | 8 x 25 | 289 | 413 | 2 каб х (3 х 70) | 1600х765х475 | 120 |
14 | УКМ58-0.4-200-50 УЗ | 0.4 | 200 | 4 x 50 | 289 | 413 | 2 каб х (3 х 70) | 1600х765х475 | 120 |
15 | УКМ58-0.4-225-25 УЗ | 0.4 | 225 | 9 x 25 | 325 | 465 | 2 каб х (3 х 70) | 1600х765х475 | 135 |
16 | УКм58-0.4-250-25 УЗ | 0.4 | 250 | 10 x 25 | 361 | 517 | 2 каб х (3 х 95) | 1600х965х475 | 153 |
17 | УКМ58-0.4-250-50 УЗ | 0.4 | 250 | 5 x 50 | 361 | 517 | 2 каб х (3 х 95) | 1600х965х475 | 153 |
18 | УКМ58-0.4-280-20 УЗ | 0.4 | 280 | 14 x 20 | 405 | 579 | 2 каб х (3 х 95) | 1600х965х475 | 158 |
19 | УКМ58-0.4-280-40 УЗ | 0.4 | 280 | 7 x 40 | 405 | 579 | 2 каб х (3 х 95) | 1600х965х475 | 158 |
20 | УКМ58-0.4-300-25 УЗ | 0.4 | 300 | 15 x 25 | 434 | 620 | 2 каб х (3 х 120) | 1600х965х475 | 160 |
21 | УКМ58-0.4-300-30 УЗ | 0.4 | 300 | 10 x 30 | 434 | 620 | 2 каб х (3 х 120) | 1600х965х475 | 160 |
22 | УКМ58-0.4-300-50 УЗ | 0.4 | 300 | 6 x 50 | 434 | 620 | 2 каб х (3 х 120) | 1600х965х475 | 160 |
23 | УКМ58-0.4-330-ЗОУЗ | 0.4 | 330 | 11 x 30 | 477 | 682 | 2 каб х (3 х 120) | 1600х965х475 | 165 |
24 | УКМ58-0.4-350-50 УЗ | 0.4 | 350 | 7 x 50 | 506 | 723 | 2 каб х (3 х 150) | 1600х965х475 | 180 |
25 | УКМ58-0.4-400-25 УЗ | 0.4 | 400 | 16 x 25 | 578 | 827 | 2 каб х (3 х 150) | 1600х965х475 | 187 |
26 | УКМ58-0.4-400-40 УЗ | 0.4 | 400 | 10 x 40 | 578 | 827 | 2 каб х (3 х 150) | 1600х965х475 | 187 |
27 | УКМ58-0.4-400-50 УЗ | 0.4 | 400 | 8 x 50 | 578 | 827 | 2 каб х (3 х 150) | 1600х965х475 | 187 |
28 | УКМ58-0,4-500-50 УЗ | 0.4 | 500 | 10x50 | 723 | 1033 | 2 каб х (3 х 185) | 1600х1765х475 | 289 |
29 | УКМ58-0.4-550-50 УЗ | 0.4 | 550 | 11x50 | 795 | 1137 | 2 каб х (3 х 240) | 1600х1765х475 | 310 |
30 | УКМ58-0,4-600-50 УЗ | 0.4 | 600 | 12 x 50 | 867 | 1240 | 2 каб х (3 х 240) | 1600х1765х475 | 310 |
По заказу возможно изготовление конденсаторных установок других мощностей и ступеней регулирования.
Расчет реактивной мощности КРМ
Таблица определения реактивной мощности конденсаторной установки — КРМ (кВАр) | |||||||||||
Текущий (действующий) | Требуемый (достижимый) cos (φ) | ||||||||||
tg (φ) | cos (φ) | 0.80 | 0.82 | 0.85 | 0.88 | 0.90 | 0.92 | 0.94 | 0.96 | 0.98 | 1.00 |
Коэффициент K | |||||||||||
3.18 | 0.30 | 2.43 | 2.48 | 2.56 | 2.64 | 2.70 | 2.75 | 2.82 | 2.89 | 2.98 | 3.18 |
2.96 | 0.32 | 2.21 | 2.26 | 2.34 | 2.42 | 2.48 | 2.53 | 2.60 | 2.67 | 2.76 | 2.96 |
2.77 | 0.34 | 2.02 | 2.07 | 2.15 | 2.23 | 2.28 | 2.34 | 2.41 | 2.48 | 2.56 | 2.77 |
2.59 | 0.36 | 1.84 | 1.89 | 1.97 | 2.05 | 2.10 | 2.17 | 2.23 | 2.30 | 2.39 | 2.59 |
2.43 | 0.38 | 1.68 | 1.73 | 1.81 | 1.89 | 1.95 | 2.01 | 2.07 | 2.14 | 2.23 | 2.43 |
2.29 | 0.40 | 1.54 | 1.59 | 1.67 | 1.75 | 1.81 | 1.87 | 1.93 | 2.00 | 2.09 | 2.29 |
2.16 | 0.42 | 1.41 | 1.46 | 1.54 | 1.62 | 1.68 | 1.73 | 1.80 | 1.87 | 1.96 | 2.16 |
2.04 | 0.44 | 1.29 | 1.34 | 1.42 | 1.50 | 1.56 | 1.61 | 1.68 | 1.75 | 1.84 | 2.04 |
1.93 | 0.46 | 1.18 | 1.23 | 1.31 | 1.39 | 1.45 | 1.50 | 1.57 | 1.64 | 1.73 | 1.93 |
1.83 | 0.48 | 1.08 | 1.13 | 1.21 | 1.29 | 1.34 | 1.40 | 1.47 | 1.54 | 1.62 | 1.83 |
1.73 | 0.50 | 0.98 | 1.03 | 1.11 | 1.19 | 1.25 | 1.31 | 1.37 | 1.45 | 1.63 | 1.73 |
1.64 | 0.52 | 0.89 | 0.94 | 1.02 | 1.10 | 1.16 | 1.22 | 1.28 | 1.35 | 1.44 | 1.64 |
1.56 | 0.54 | 0.81 | 0.86 | 0.94 | 1.02 | 1.07 | 1.13 | 1.20 | 1.27 | 1.36 | 1.56 |
1.48 | 0.56 | 0.73 | 0.78 | 0.86 | 0.94 | 1.00 | 1.05 | 1.12 | 1.19 | 1.28 | 1.48 |
1.40 | 0.58 | 0.65 | 0.70 | 0.78 | 0.86 | 0.92 | 0.98 | 1.04 | 1.11 | 1.20 | 1.40 |
1.33 | 0.60 | 0.58 | 0.63 | 0.71 | 0.79 | 0.85 | 0.91 | 0.97 | 1.04 | 1.13 | 1.33 |
1.30 | 0.61 | 0.55 | 0.60 | 0.68 | 0.76 | 0.81 | 0.87 | 0.94 | 1.01 | 1.10 | 1.30 |
1.27 | 0.62 | 0.52 | 0.57 | 0.65 | 0.73 | 0.78 | 0.84 | 0.91 | 0.99 | 1.06 | 1.27 |
1.23 | 0.63 | 0.48 | 0.53 | 0.61 | 0.69 | 0.75 | 0.81 | 0.87 | 0.94 | 1.03 | 1.23 |
1.20 | 0.64 | 0.45 | 0.50 | 0.58 | 0.66 | 0.72 | 0.77 | 0.84 | 0.91 | 1.00 | 1.20 |
1.17 | 0.65 | 0.42 | 0.47 | 0.55 | 0.63 | 0.68 | 0.74 | 0.81 | 0.88 | 0.97 | 1.17 |
1.14 | 0.66 | 0.39 | 0.44 | 0.52 | 0.60 | 0.65 | 0.71 | 0.78 | 0.85 | 0.94 | 1.14 |
1.11 | 0.67 | 0.36 | 0.41 | 0.49 | 0.57 | 0.63 | 0.68 | 0.75 | 0.82 | 0.90 | 1.11 |
1.08 | 0.68 | 0.33 | 0.38 | 0.46 | 0.54 | 0.59 | 0.65 | 0.72 | 0.79 | 0.88 | 1.08 |
1.05 | 0.69 | 0.30 | 0.35 | 0.43 | 0.51 | 0.56 | 0.62 | 0.69 | 0.76 | 0.85 | 1.05 |
1.02 | 0.70 | 0.27 | 0.32 | 0.40 | 0.48 | 0.54 | 0.59 | 0.66 | 0.73 | 0.82 | 1.02 |
0.99 | 0.71 | 0.24 | 0.29 | 0.37 | 0.45 | 0.51 | 0.57 | 0.63 | 0.70 | 0.79 | 0.99 |
0.96 | 0.72 | 0.21 | 0.26 | 0.34 | 0.42 | 0.48 | 0.54 | 0.60 | 0.67 | 0.76 | 0.96 |
0.94 | 0.73 | 0.19 | 0.24 | 0.32 | 0.40 | 0.45 | 0.51 | 0.58 | 0.65 | 0.73 | 0.94 |
0.91 | 0.74 | 0.16 | 0.21 | 0.29 | 0.37 | 0.42 | 0.48 | 0.55 | 0.62 | 0.71 | 0.91 |
0.88 | 0.75 | 0.13 | 0.18 | 0.26 | 0.34 | 0.40 | 0.46 | 0.52 | 0.59 | 0.68 | 0.88 |
0.86 | 0.76 | 0.11 | 0.16 | 0.24 | 0.32 | 0.37 | 0.43 | 0.50 | 0.57 | 0.65 | 0.86 |
0.83 | 0.77 | 0.08 | 0.13 | 0.21 | 0.29 | 0.34 | 0.40 | 0.47 | 0.54 | 0.63 | 0.83 |
0.80 | 0.78 | 0.05 | 0.10 | 0.18 | 0.26 | 0.32 | 0.38 | 0.44 | 0.51 | 0.60 | 0.80 |
0.78 | 0.79 | 0.03 | 0.08 | 0.16 | 0.24 | 0.29 | 0.35 | 0.42 | 0.49 | 0.57 | 0.78 |
0.75 | 0.80 | | 0.05 | 0.13 | 0.21 | 0.27 | 0.32 | 0.39 | 0.46 | 0.55 | 0.75 |
0.72 | 0.81 |
|
| 0.10 | 0.18 | 0.24 | 0.30 | 0.36 | 0.43 | 0.52 | 0.72 |
0.70 | 0.82 |
|
| 0.08 | 0.16 | 0.21 | 0.27 | 0.34 | 0.41 | 0.49 | 0.70 |
0.67 | 0.83 |
|
| 0.05 | 0.13 | 0.19 | 0.25 | 0.31 | 0.38 | 0.47 | 0.67 |
0.65 | 0.84 |
|
| 0.03 | 0.11 | 0.16 | 0.22 | 0.29 | 0.36 | 0.44 | 0.65 |
0.62 | 0.85 |
|
|
| 0.08 | 0.14 | 0.19 | 0.26 | 0.33 | 0.42 | 0.62 |
0.59 | 0.86 |
|
|
| 0.05 | 0.11 | 0.17 | 0.23 | 0.30 | 0.39 | 0.59 |
0.57 | 0.87 |
|
|
|
| 0.08 | 0.14 | 0.21 | 0.28 | 0.36 | 0.57 |
0.54 | 0.88 |
|
|
|
| 0.06 | 0.11 | 0.18 | 0.25 | 0.34 | 0.54 |
0.51 | 0.89 |
|
|
|
| 0.03 | 0.09 | 0.15 | 0.22 | 0.31 | 0.51 |
0.48 | 0.90 |
|
|
|
|
| 0.06 | 0.12 | 0.19 | 0.28 | 0.48 |
0.46 | 0.91 |
|
|
|
|
| 0.03 | 0.10 | 0.17 | 0.25 | 0.46 |
0.43 | 0.92 |
|
|
|
|
|
| 0.07 | 0.14 | 0.22 | 0.43 |
0.40 | 0.93 |
|
|
|
|
|
| 0.04 | 0.11 | 0.19 | 0.40 |
0.36 | 0.94 |
|
|
|
|
|
|
| 0.07 | 0.16 | 0.36 |
0.33 | 0.95 |
|
|
|
|
|
|
|
| 0.13 | 0.33 |
КРМ (кВАр) = Pa х (tg(φ1)-tg(φ2))
КРМ (кВАр) = Pa х K = Активная мощность [кВт] х коэффициент K
Pa = S х cos(φ) = Полная мощность х cos (φ)
tg(φ1+φ2) согласуются со значениями cos (φ) в таблице
ПРИМЕР:
Активная мощность двигателя : P=100 кВт
Действующий cos (φ) 0.61
Требуемый cos (φ) 0.96
Коэффициент K из таблицы 1.01
Необходимая реактивная мощности КРМ (кВАр) = 100 х 1.01=101 кВАр
Конденсаторные установки для компенсации реактивной мощности силовых трансформаторов
Для работы силовой трансформатор (ТМ, ТМГ) нуждается в реактивной энергии, требуемой для намагничивания его обмоток.
Таблица ниже дает приблизительные фиксированные значения, которые установлены согласно мощности и нагрузке трансформатора. Эти значения могут изменяться в зависимости от технологии изготовления и типа трансформатора.
Их точные значения можно запросить на заводе-изготовителе трансформаторов.
Номинальная мощность трансформатора, кВА | Реактивная мощность конденсаторной установки КРМ (УКМ 58) | ||
Без нагрузки | 75% нагрузки | 100% нагрузки | |
100 | 3 | 5 | 6 |
160 | 4 | 7,5 | 10 |
200 | 4 | 9 | 12 |
250 | 5 | 11 | 15 |
315 | 6 | 15 | 20 |
400 | 8 | 20 | 25 |
500 | 10 | 25 | 30 |
630 | 12 | 30 | 40 |
800 | 20 | 40 | 55 |
1000 | 25 | 50 | 70 |
1250 | 30 | 70 | 90 |
2000 | 50 | 100 | 150 |
2500 | 60 | 150 | 200 |
3150 | 90 | 200 | 250 |
4000 | 160 | 250 | 320 |
5000 | 200 | 300 | 425 |
Мощность фиксированного конденсатора КРМ (УКМ 58, УКЛ 56, УКЛ 57) для компенсации реактивной мощности трансформатора, рекомендуется выбирать соответствующей потреблению трансформатора при нагрузке 75 %.
Компенсация реактивной мощности асинхронных двигателей
В таблице, приведенной ниже, представлены значения, мощности косинусного (фазового) конденсатора, подключаемого к клеммам асинхронного двигателя, для компенсации реактивной мощности без самовозбуждения.
В любом случае необходимы измерения, чтобы максимальный ток текущий через конденсатор не превышал 90%, тока холостого хода двигателя.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Однако, если мощность конденсатора больше чем величины, обозначенные в вышеупомянутой таблице или если:
Qc> 90% Io √3U, то местная компенсация реактивной мощности двигателя возможна. Необходимо добавить контактор (C.2) в схему управления двигателем. Контакторы (С.1) (С.2) включаются одновременно.
Зависимость между мощностью конденсатора в кВАр и емкостью в мкФ.
НИЗКОВОЛЬТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ 0,4 кВ
Мощность | Компенсирующий конденсатор | ||||||
220 В | 380 В | 440 В | |||||
кВт | л.с. | мкФ | кВАр | мкФ | кВАр | мкФ | кВАр |
0,2 | 1/4 | 15 | 0,27 | - | - | - | - |
0,4 | 1/2 | 20 | 0,36 | - | - | - | - |
0,75 | 1 | 30 | 0,55 | - | - | - | - |
1,5 | 2 | 50 | 0,91 | 10 | 0,544 | 10 | 0,730 |
2,2 | 3 | 75 | 1,37 | 15 | 0,817 | 15 | 1,095 |
3,7 | 5 | 100 | 1,82 | 20 | 1,089 | 20 | 1,460 |
5,5 | 7,5 | 175 | 3,19 | 50 | 2,722 | 40 | 2,919 |
7,5 | 10 | 200 | 3,65 | 75 | 4,083 | 40 | 2,919 |
11 | 15 | 300 | 5,47 | 100 | 5,444 | 75 | 5,474 |
15 | 20 | 400 | 7,30 | 100 | 5,444 | 75 | 5,474 |
22 | 30 | 500 | 9,12 | 150 | 8,166 | 100 | 7,299 |
30 | 40 | 800 | 14,60 | 200 | 10,888 | 175 | 12,772 |
37 | 50 | 900 | 16,42 | 250 | 13,609 | 200 | 14,597 |
ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ 6-10 кВ
Мощность электрического двигателя | Косинус фи двигателя на шильде | Необходимый косинус фи | ||||||
0,9 | 0,95 | 0,98 | ||||||
Компенсирующий конденсатор | ||||||||
кВт | л.с. | мкФ | кВАр | мкФ | кВАр | мкФ | кВАр | |
37 | 50 | 0,80 | 9,83 | 10 | 15,59 | 15 | 20,24 | 20 |
40 |
| 0,805 | 10,11 | 10 | 16,33 | 15 | 21,36 | 20 |
50 |
| 0,815 | 11,33 | 15 | 19,12 | 20 | 25,40 | 25 |
55 | 75 | 0,820 | 11,75 | 15 | 20,31 | 20 | 27,22 | 25 |
60 | 80 | 0,825 | 12,04 | 15 | 21,38 | 20 | 28,92 | 30 |
75 | 100 | 0,830 | 14,08 | 15 | 25,75 | 25 | 35,17 | 30 |
100 |
| 0,840 | 16,16 | 15 | 31,73 | 30 | 44,29 | 40 |
110 | 150 | 0,845 | 16,34 | 20 | 33,46 | 30 | 47,28 | 50 |
125 |
| 0,850 | 16,93 | 20 | 36,38 | 50 | 52,09 | 50 |
150 | 200 | 0,855 | 18,34 | 20 | 41,68 | 50 | 60,53 | 50 |
200 |
| 0,860 | 21,81 | 20 | 52,94 | 50 | 78,06 | 75 |
220 | 300 | 0,900 | 0,00 | 0 | 34,24 | 30 | 61,88 | 50 |